夏凡

摘 要：本文就一些物理教科書和參考書中表述不妥之處進(jìn)行研究分析，分別舉出合適的反例來證明命題有誤，并給以修正，內(nèi)容涉及力學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)等領(lǐng)域。在物理教學(xué)中，讓學(xué)生掌握嚴(yán)密的邏輯推理與思維特點(diǎn)的同時(shí)，還掌握各類反例，就會(huì)更深刻掌握基礎(chǔ)知識(shí)，以及提高無物理修養(yǎng)與培養(yǎng)科學(xué)研究能力。

關(guān)鍵詞：初中物理；力學(xué)教學(xué)；反例分析

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：1992-7711（2015）22-058-01

一、重心一定在物體上嗎？

重心是物理學(xué)中的一個(gè)重要概念，任何有質(zhì)量的物體都有其重心，那么重心是一定在物體上嗎？

首先，我們要知道，什么是重心，對(duì)于任何一個(gè)物體，都可以看作由很多微粒組成，每個(gè)微粒都受豎直向下的重力的作用，由于地球相比于物體很大，因此可以認(rèn)為這些力彼此平行，因此，可以說任一物體都受到很多平行力（即物體各微粒所受重力）的作用，所有這些力的合力即整個(gè)物體的重力，而這些力的合力（即整個(gè)物體的重力）的作用點(diǎn)就叫做物體的重心。

由此，重心必須依賴于重力而存在，依據(jù)重心的定義，嚴(yán)格地講，在地面上方的物體有重心的充分必要條件是其各部分的重力作用線是相互平行的。因此在地面上的大物體，不存在以上意義的重心。而重心這個(gè)概念只對(duì)地球附近的小物體有意義。此外，因?yàn)橹匦氖沁@些重力合力的作用點(diǎn)，所以對(duì)于脫離地球的物體而言是沒有重心的。例如太空中的宇宙飛船。

另外根據(jù)以上定義，我們還能知道，重心是一個(gè)定點(diǎn)，與物體所在位置及如何放置等無關(guān)。均勻物體的重心只跟物體的形狀有關(guān)。規(guī)則形狀的均勻物體的重心就在其幾何中心。

至此，我們已對(duì)重心這個(gè)概念基本了解。那如何測(cè)定一個(gè)物體重心的位置呢？由重心的定義，我們?nèi)菀椎玫饺缦潞?jiǎn)便的方法——實(shí)驗(yàn)懸掛法。

用線懸掛物體一點(diǎn)，平衡時(shí)，重心就一定在懸掛線或其延長(zhǎng)線上，然后懸掛另一點(diǎn)，同樣再使之平衡，則物體的重心也一定在新的懸掛線或其延長(zhǎng)線上，這樣前后2次懸掛線的交點(diǎn)就必定是其重心。

讓我們來看一個(gè)例子，如圖是一個(gè)均勻圓環(huán)。A，B分別為兩次懸掛時(shí)的懸掛點(diǎn)，它們的懸掛線的交點(diǎn)C（圓環(huán)的幾何中心），即是此圓環(huán)的重心。而C點(diǎn)并不在物體上。這時(shí)，我們已能得出結(jié)論，物體的重心并不一定就在物體上。也可能在物體外部。

二、對(duì)于傳送帶上的物體，其所受靜摩擦力方向一定與其運(yùn)動(dòng)方向一致嗎？

對(duì)于依靠傳送帶運(yùn)動(dòng)的物體，中學(xué)生很容易想到是靜摩擦力使其跟傳送帶一起運(yùn)動(dòng)的，那么就會(huì)有很多人理所當(dāng)然地認(rèn)為，傳送帶上的物體所受靜摩擦力方向一定與其運(yùn)動(dòng)方向一致，然而事實(shí)果真如此嗎？下面我們來具體分析一下

有個(gè)人的貨物A要通過一傳送帶送達(dá)他處。如圖：

我們?cè)O(shè)此時(shí)物體A與傳送帶已具有相同的速度，A與傳送帶一起在做勻速運(yùn)動(dòng)。則：a=0，所以若忽略空氣阻力，A就不受靜摩擦力作用，即f=0。

現(xiàn)在若情況有變，我們來看看會(huì)發(fā)生什么，假如這時(shí)等貨的急了，需要更早拿到貨物，因此，傳送帶被加速，以a1的加速度向前運(yùn)動(dòng)，這樣，物體A相對(duì)于傳送帶就有向后運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，傳送帶就會(huì)施加給A一個(gè)向前的靜摩擦力f=mA a1，aA=f/ mA。物體與傳送帶加速度相同。這時(shí)，靜摩擦力方向與運(yùn)動(dòng)方向一致。

但是如果這回是送貨的人發(fā)現(xiàn)貨物送錯(cuò)了，而需要將傳送帶停下。我們來看看這回靜摩擦力會(huì)是什么情況。設(shè)傳送帶以a2的加速度勻減速運(yùn)動(dòng)，這樣，相對(duì)于傳送帶A就有了向前運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，這樣傳送帶對(duì)物體A的靜摩擦力方向就向后f=mA a2，aA=f/ mA，A仍具有與傳送帶相同的加速度a2，而a2與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反。到這，我們就可以得出結(jié)論：靜摩擦力產(chǎn)生的本質(zhì)是，當(dāng)相互接觸的物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)才會(huì)產(chǎn)生。其方向永遠(yuǎn)是和物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)相反，與物體的運(yùn)動(dòng)方向沒有絕對(duì)的關(guān)系。在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的物體所受靜摩擦力的發(fā)向不能根據(jù)其運(yùn)動(dòng)方向來判斷。

根據(jù)上述討論可知，構(gòu)造反例帶有一定的技巧性，有時(shí)是十分費(fèi)力的，它不僅與基礎(chǔ)知識(shí)掌握的程度有關(guān)。還涉及到知識(shí)面的完善等。從反例的引入、構(gòu)造，到對(duì)命題的再分析，重視和體驗(yàn)這樣的過程，不僅能增加知識(shí)、拓寬思路、活躍思維、提高自學(xué)能力，也能提高分析問題和解決問題的能力，增加物理素養(yǎng)，通過反例的構(gòu)造還可以培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維和創(chuàng)造性思維?？傊谖锢斫虒W(xué)中，恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用反例，對(duì)于正確理解概念、鞏固和掌握定理、公式，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，活躍課堂教學(xué)，預(yù)防和糾正錯(cuò)誤乃至提高物理教學(xué)質(zhì)量，將起著十分重要的作用。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 凌瑞良，張國(guó)清.中學(xué)物理教學(xué)精細(xì)研究.上?？茖W(xué)文獻(xiàn)技術(shù)出版社，1998.

[2] 季大華.傳送帶上的物體所受的靜摩擦力方向，一定和它的運(yùn)動(dòng)方向一致嗎.物理教學(xué)，1981，（3）：42.

[3] 程清.摩擦力能否作正功.物理教育，1982，（5）：47.

[4] 蔡同歡，王國(guó)建，李順中.物體溫度升高，內(nèi)能一定增加嗎.物理通報(bào)，1986，（8）：28.

我們?cè)O(shè)此時(shí)物體A與傳送帶已具有相同的速度，A與傳送帶一起在做勻速運(yùn)動(dòng)。則：a=0，所以若忽略空氣阻力，A就不受靜摩擦力作用，即f=0。

現(xiàn)在若情況有變，我們來看看會(huì)發(fā)生什么，假如這時(shí)等貨的急了，需要更早拿到貨物，因此，傳送帶被加速，以a1的加速度向前運(yùn)動(dòng)，這樣，物體A相對(duì)于傳送帶就有向后運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，傳送帶就會(huì)施加給A一個(gè)向前的靜摩擦力f=mA a1，aA=f/ mA。物體與傳送帶加速度相同。這時(shí)，靜摩擦力方向與運(yùn)動(dòng)方向一致。

但是如果這回是送貨的人發(fā)現(xiàn)貨物送錯(cuò)了，而需要將傳送帶停下。我們來看看這回靜摩擦力會(huì)是什么情況。設(shè)傳送帶以a2的加速度勻減速運(yùn)動(dòng)，這樣，相對(duì)于傳送帶A就有了向前運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，這樣傳送帶對(duì)物體A的靜摩擦力方向就向后f=mA a2，aA=f/ mA，A仍具有與傳送帶相同的加速度a2，而a2與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反。

到這，我們就可以得出結(jié)論：靜摩擦力產(chǎn)生的本質(zhì)是，當(dāng)相互接觸的物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)才會(huì)產(chǎn)生。其方向永遠(yuǎn)是和物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)相反，與物體的運(yùn)動(dòng)方向沒有絕對(duì)的關(guān)系。在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的物體所受靜摩擦力的發(fā)向不能根據(jù)其運(yùn)動(dòng)方向來判斷。

根據(jù)上述討論可知，構(gòu)造反例帶有一定的技巧性，有時(shí)是十分費(fèi)力的，它不僅與基礎(chǔ)知識(shí)掌握的程度有關(guān)。還涉及到知識(shí)面的完善等。從反例的引入、構(gòu)造，到對(duì)命題的再分析，重視和體驗(yàn)這樣的過程，不僅能增加知識(shí)、拓寬思路、活躍思維、提高自學(xué)能力，也能提高分析問題和解決問題的能力，增加物理素養(yǎng)，通過反例的構(gòu)造還可以培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維和創(chuàng)造性思維?？傊谖锢斫虒W(xué)中，恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用反例，對(duì)于正確理解概念、鞏固和掌握定理、公式，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，活躍課堂教學(xué)，預(yù)防和糾正錯(cuò)誤乃至提高物理教學(xué)質(zhì)量，將起著十分重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 凌瑞良，張國(guó)清.中學(xué)物理教學(xué)精細(xì)研究.上?？茖W(xué)文獻(xiàn)技術(shù)出版社，1998.

[2] 季大華.傳送帶上的物體所受的靜摩擦力方向，一定和它的運(yùn)動(dòng)方向一致嗎？物理 教學(xué)，1981，（3）：42

[3] 程清.摩擦力能否作正功.物理教育，1982，（5）：47

[4] 蔡同歡，王國(guó)建，李順中.物體溫度升高，內(nèi)能一定增加嗎？物理通報(bào)，1986，（8）：28

我們?cè)O(shè)此時(shí)物體A與傳送帶已具有相同的速度，A與傳送帶一起在做勻速運(yùn)動(dòng)。則：a=0，所以若忽略空氣阻力，A就不受靜摩擦力作用，即f=0。

現(xiàn)在若情況有變，我們來看看會(huì)發(fā)生什么，假如這時(shí)等貨的急了，需要更早拿到貨物，因此，傳送帶被加速，以a1的加速度向前運(yùn)動(dòng)，這樣，物體A相對(duì)于傳送帶就有向后運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，傳送帶就會(huì)施加給A一個(gè)向前的靜摩擦力f=mA a1，aA=f/ mA。物體與傳送帶加速度相同。這時(shí)，靜摩擦力方向與運(yùn)動(dòng)方向一致。

但是如果這回是送貨的人發(fā)現(xiàn)貨物送錯(cuò)了，而需要將傳送帶停下。我們來看看這回靜摩擦力會(huì)是什么情況。設(shè)傳送帶以a2的加速度勻減速運(yùn)動(dòng)，這樣，相對(duì)于傳送帶A就有了向前運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，這樣傳送帶對(duì)物體A的靜摩擦力方向就向后f=mA a2，aA=f/ mA，A仍具有與傳送帶相同的加速度a2，而a2與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反。

到這，我們就可以得出結(jié)論：靜摩擦力產(chǎn)生的本質(zhì)是，當(dāng)相互接觸的物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)才會(huì)產(chǎn)生。其方向永遠(yuǎn)是和物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)相反，與物體的運(yùn)動(dòng)方向沒有絕對(duì)的關(guān)系。在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的物體所受靜摩擦力的發(fā)向不能根據(jù)其運(yùn)動(dòng)方向來判斷。

根據(jù)上述討論可知，構(gòu)造反例帶有一定的技巧性，有時(shí)是十分費(fèi)力的，它不僅與基礎(chǔ)知識(shí)掌握的程度有關(guān)。還涉及到知識(shí)面的完善等。從反例的引入、構(gòu)造，到對(duì)命題的再分析，重視和體驗(yàn)這樣的過程，不僅能增加知識(shí)、拓寬思路、活躍思維、提高自學(xué)能力，也能提高分析問題和解決問題的能力，增加物理素養(yǎng)，通過反例的構(gòu)造還可以培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維和創(chuàng)造性思維。總之，在物理教學(xué)中，恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用反例，對(duì)于正確理解概念、鞏固和掌握定理、公式，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，活躍課堂教學(xué)，預(yù)防和糾正錯(cuò)誤乃至提高物理教學(xué)質(zhì)量，將起著十分重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 凌瑞良，張國(guó)清.中學(xué)物理教學(xué)精細(xì)研究.上?？茖W(xué)文獻(xiàn)技術(shù)出版社，1998.

[2] 季大華.傳送帶上的物體所受的靜摩擦力方向，一定和它的運(yùn)動(dòng)方向一致嗎？物理 教學(xué)，1981，（3）：42

[3] 程清.摩擦力能否作正功.物理教育，1982，（5）：47

[4] 蔡同歡，王國(guó)建，李順中.物體溫度升高，內(nèi)能一定增加嗎？物理通報(bào)，1986，（8）：28